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KAIST, 초소형·저전력·저잡음 브릴루앙 레이저 구현 성공
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KAIST, 초소형·저전력·저잡음 브릴루앙 레이저 구현 성공
  • 새교육정보
  • 승인 2020.12.23 18:28
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구현된 저전력 초소형 브릴루앙 레이저의 제작원리, 구동원리 및 응용분야 소개(KAIST 제공) ©뉴스1

(대전=뉴스1) 심영석 기자 = KAIST는 물리학과 이한석, 이용희 교수 공동연구팀이 경북대 최무한 교수, 호주국립대 최덕용 교수 연구팀과 공동연구를 통해 초소형·저전력·저잡음 브릴루앙 레이저를 구현하는데 성공했다고 23일 밝혔습니다.

브릴루앙 레이저(Brillouin laser)는 주파수의 흔들림이 거의 없는 초소형·저전력·저잡음 광원으로, 차세대 초정밀 광센서 구성에 필요한 핵심 소자입니다.

공동연구팀은 기존에 주로 사용돼온 물질보다 브릴루앙 산란 현상이 수백 배 잘 일어나는 칼코겐화합물 유리를 기반으로 브릴루앙 레이저를 개발함으로써 성능을 극대화했습니다.

연구팀이 개발한 제작 기법은 겨울철 지붕 위에 쌓인 눈의 형태가 지붕의 형태에 의해 정해지므로 눈을 직접 만지지 않고서도 지붕의 형태만을 조절해 원하는 눈의 형태를 얻는 것에 비유할 수 있습니다.

즉, 현재 반도체 공정 기술로 가공하기 쉬운 산화규소를 이용해 바닥구조를 적절히 형성하면, 그 위에 칼코겐화합물 유리를 증착하는 것만으로도 우수한 성능의 광소자가 자발적으로 형성되는 현상을 최초로 입증한 것입니다.

공동연구팀은 자체 개발한 이 제작 기법을 활용해서 칼코겐화합물 유리 기반 고성능 브릴루앙 레이저를 반도체 칩 상에 초소형 광소자의 형태로 구현하는데 성공했습니다.

또 기존 기록보다 100배 이상 낮은 펌프 에너지로도 레이저 구동이 가능함을 밝혀냈습니다.

이번 연구를 주도한 이한석 교수는 "칼코겐화합물 유리는 다양한 분자의 흡수선이 존재하는 중적외선 대역에도 적용 가능하다“라며 ”분자 분광에 기반한 환경감시 및 헬스케어 분야까지 그 응용범위를 넓힐 수 있을 것ˮ이라고 내다봤습니다.

한편, 이번 연구결과는 국제학술지 `네이처 커뮤니케이션스' 11월23일자에 실렸습니다.


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